DE102015006839A1 - Optoelectronic structure for the detection of electromagnetic radiation - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung stellt eine optoelektronische Struktur zur Detektion von mindestens einer elektromagnetischen Strahlung bereit, aufweisend: mindestens ein, für die jeweilige elektromagnetische Strahlung, transparentes und/oder transluzentes Substrat mit mindestens einer oberen und einer unteren Oberfläche, wobei die obere Oberfläche der unteren Oberfläche gegenüberliegt; wobei mindestens über einer der Oberflächen des Substrats mindestens ein Schichtenstapel in mindestens einem Bereich des Substrats derart aufgetragen ist, dass mittels zumindest eines ersten Faltens oder Falzens des Substrats entlang mindestens einer Faltlinie der Schichtenstapel zumindest teilweise von dem Substrat umschlossen ist und eine Struktur bildet; wobei sich entlang der Faltlinie ein gekrümmter Bereich im Substrat bildet; und wobei der Schichtenstapel folgende Schichten aufweist: mindestens eine erste Elektrodenschicht; mindestens eine erste elektrisch aktive Absorberschicht, wobei die Absorberschicht aus mindestens einer Schicht oder mehreren Schichten gebildet ist; und mindestens eine zweite Elektrodenschicht; wobei jeweils, zumindest teilweise, die elektrisch aktive Absorberschicht über der ersten Elektrodenschicht und die zweite Elektrodenschicht über der elektrisch aktiven Absorberschicht angeordnet ist; und wobei die Struktur dadurch gekennzeichnet ist, dass die Detektion der elektromagnetischen Strahlung derart erfolgt, dass die elektromagnetische Strahlung durch den gekrümmten Bereich des Substrats hindurch tritt und dann mittels der Absorberschicht detektiert wird.The present invention provides an optoelectronic structure for detecting at least one electromagnetic radiation, comprising: at least one, for the respective electromagnetic radiation, transparent and / or translucent substrate having at least an upper and a lower surface, the upper surface facing the lower surface ; wherein at least over one of the surfaces of the substrate, at least one layer stack is applied in at least one region of the substrate such that the layer stack is at least partially enclosed by the substrate and forms a structure by at least one first folding or folding of the substrate along at least one fold line; wherein a curved region forms in the substrate along the fold line; and wherein the layer stack comprises the following layers: at least one first electrode layer; at least one first electrically active absorber layer, wherein the absorber layer is formed from at least one layer or multiple layers; and at least one second electrode layer; wherein each, at least partially, the electrically active absorber layer over the first electrode layer and the second electrode layer is disposed over the electrically active absorber layer; and wherein the structure is characterized in that the detection of the electromagnetic radiation takes place such that the electromagnetic radiation passes through the curved region of the substrate and is then detected by means of the absorber layer.
Description
Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Struktur zur Detektion von mindestens einer elektromagnetischen Strahlung.The invention relates to an optoelectronic structure for detecting at least one electromagnetic radiation.
Die optoelektronische Struktur kann derart gebildet werden, dass ein Schichtenstapel, zum Beispiel ein Detektorschichtenstapel, aufweisend mindestens eine erste und eine zweite Elektrodenschicht, sowie mindestens eine elektrisch aktive Absorberschicht, wobei die Absorberschicht zwischen den beiden Elektrodenschichten angeordnet ist, derart über mindestens einem Bereich eines Substrat aufgebracht beziehungsweise aufgetragen werden kann, dass mittels mindestens eines Faltens oder Falzens entlang mindestens einer Faltlinie des Substrats und des Schichtenstapel, zum Beispiel ein Detektorschichtenstapel, eine flächige Struktur mit einem gekrümmten Bereich in dem gefalteten Substrat derart gebildet werden kann, dass die flächige Struktur derart zu der einfallenden elektromagnetischen Strahlung hin orientiert werden kann, dass die elektromagnetische Strahlung durch den gekrümmten Bereich des Substrats hindurch tritt und anschließend von der Absorberschicht detektiert werden kann.The optoelectronic structure can be formed such that a layer stack, for example a detector layer stack comprising at least one first and a second electrode layer, and at least one electrically active absorber layer, wherein the absorber layer is arranged between the two electrode layers, in such a way over at least a portion of a substrate can be applied or applied so that by means of at least one fold or fold along at least one fold line of the substrate and the layer stack, for example a detector layer stack, a planar structure with a curved portion in the folded substrate can be formed such that the planar structure so to can be oriented towards the incident electromagnetic radiation, that the electromagnetic radiation passes through the curved portion of the substrate and can then be detected by the absorber layer.
Die Erfindung ist auf dem Gebiet der Photodetektoren angesiedelt, beispielsweise auf dem Gebiet von organischen Photodetektoren. Organische Materialien weisen jedoch meist nur sehr schlechte Absorptionseigenschaften auf, beispielsweise zur Detektion von Infrarotstrahlung oder Röntgenstrahlung. Deswegen sind solche Materialien nur bedingt für die Detektion solcher Spektralbereiche geeignet. Die vorliegende Erfindung kann es ermöglichen, dass eine hohe Absorption von zum Beispiel Infrarotstrahlung oder Röntgenstrahlung erzielt werden kann, und kann gleichzeitig sehr positive elektrische beziehungsweise elektronische Eigenschaften eines damit gebildeten Detektors zur Verfügung stellen. Darüber hinaus kann mittels der erfindungsgemäßen optoelektronischen Struktur eine hohe laterale Ortsauflösung erreicht werden. Außerdem kann eine derartige optoelektronische Struktur beispielsweise in einem kostengünstigen Rolle-zu-Rolle-Verfahren hergestellt werden. Weiterhin kann zum Beispiel mittels der erfindungsgemäßen optoelektronischen Struktur ein Sensorarray beziehungsweise Detektorarray bereitgestellt werden, das eine ortsaufgelöste Detektion von Röntgenstrahlung ermöglicht, wobei dabei die Szintillatorfaserplatte und auch die erforderliche optische Detektoreinheit auf einem Substrat realisiert werden kann.The invention is in the field of photodetectors, for example in the field of organic photodetectors. However, organic materials usually have only very poor absorption properties, for example for the detection of infrared radiation or X-radiation. Therefore, such materials are only conditionally suitable for the detection of such spectral regions. The present invention may allow high absorption of, for example, infrared radiation or X-radiation to be achieved and at the same time provide very positive electrical properties of a detector formed therewith. In addition, a high lateral spatial resolution can be achieved by means of the optoelectronic structure according to the invention. In addition, such an optoelectronic structure can be produced, for example, in a cost-effective roll-to-roll process. Furthermore, for example by means of the optoelectronic structure according to the invention, a sensor array or detector array can be provided which enables a spatially resolved detection of X-radiation, whereby the scintillator fiber plate and also the required optical detector unit can be realized on a substrate.
Neben der Detektion von Infrarotlicht kann die erfindungsgemäße optoelektronische Struktur ebenso zur ortsaufgelösten Detektion von Röntgenstrahlung, beispielsweise in der Radiologie, eingesetzt werden. Hierzu könnte/n ein angepasstes Szintillatormaterial oder mehrere angepasste Szintillatormaterialien beispielsweise in Form kleiner Partikel dem Absorber der aktiven Schicht beigemischt werden. Mittels der auftreffenden Röntgenstrahlung werden die Moleküle des Szintillators zum Emittieren von Licht im sichtbaren und/oder ultravioletten Spektralbereich angeregt, welches von der aktiven Schicht absorbiert und somit ortsaufgelöst detektiert werden kann.In addition to the detection of infrared light, the optoelectronic structure according to the invention can likewise be used for the spatially resolved detection of X-radiation, for example in radiology. For this purpose, an adapted scintillator material or a plurality of matched scintillator materials, for example in the form of small particles, could be added to the absorber of the active layer. By means of the incident X-radiation, the molecules of the scintillator are excited to emit light in the visible and / or ultraviolet spectral range, which can be absorbed by the active layer and thus detected in a spatially resolved manner.
Alternativ kann beispielsweise auf zumindest einer unbeschichteten Seite des Substrats oder Foliensubstrats zumindest eine Schicht oder mehrere Schichten eines angepassten Szintillatormaterials oder mehrere angepasster Szintillatormaterialien aufgebracht werden. Die eingestrahlte elektromagnetische Strahlung kann durch das Substrat und die mindestens eine Schicht hindurch dringen und von der zuvor genannten Photodetektorstruktur ortsaufgelöst detektiert werden. Die so vorprozessierte Folie oder das so vorprozessierte Substrat übernimmt hierbei die Funktion der optischen Faserplatte bei konventionellen, digitalen Röntgendetektorsystemen.Alternatively, for example, at least one or more layers of matched scintillator material or multiple matched scintillator materials may be deposited on at least one uncoated side of the substrate or film substrate. The irradiated electromagnetic radiation can penetrate through the substrate and the at least one layer and be detected in a spatially resolved manner by the aforementioned photodetector structure. The preprocessed film or the thus preprocessed substrate assumes the function of the optical fiber plate in conventional, digital X-ray detector systems.
Erfindungsgemäß kann ein zweidimensionales Array aus Photodioden beziehungsweise Photodetektoren beispielsweise in einem mehrstufigen Druckprozess oder in einem anderen Dünnschichtverfahren auf einem mechanisch flexiblen, für eine zuvor bestimmte elektromagnetische Strahlung beziehungsweise für einen zuvor definierten Spektralbereich transparenten und/oder transluzenten Substrat aufgetragen beziehungsweise aufgebracht werden. Die Struktur oder das Layout wird anschließend alternierend auf und ab gefaltet beziehungsweise gefalzt. Hierdurch kann die optische Weglänge und die Dicke beziehungsweise Schichtdicke der aktiven Schicht voneinander entkoppelt werden, d. h. getrennt voneinander angepasst werden. Mittels Variation der geometrischen Parameter des Layouts oder der Struktur kann ein solches System in seinen optischen und elektrischen beziehungsweise elektronischen Eigenschaften auf beziehungsweise für viele unterschiedliche Anwendungen angepasst werden.According to the invention, a two-dimensional array of photodiodes or photodetectors can be applied or applied, for example, in a multi-stage printing process or in another thin-film process on a mechanically flexible, transparent and / or translucent substrate for a previously determined electromagnetic radiation or for a previously defined spectral range. The structure or layout is then alternately folded up and down or folded. As a result, the optical path length and the thickness or layer thickness of the active layer can be decoupled from one another, ie. H. be adjusted separately from each other. By varying the geometric parameters of the layout or the structure, such a system can be adapted in terms of its optical and electrical or electronic properties to or for many different applications.
Somit besteht die zu lösende Aufgabe darin, eine optoelektronische Struktur oder Detektorvorrichtung bereitzustellen, welche es ermöglicht, einerseits die Weglänge für die Absorption zu vergrößern beziehungsweise verlängern und andererseits, davon entkoppelt beziehungsweise unabhängig hiervon, die Distanz zwischen den Elektroden beziehungsweise Elektrodenschichten so gering wie möglich zu bilden, wobei die Distanz zwischen den Elektroden beziehungsweise Elektrodenschichten dadurch definiert ist, dass mindestens eine optoelektronischen Absorberschicht, die beispielsweise zumindest teilweise eine organische Absorberschicht sein kann, zwischen den Elektroden beziehungsweise Elektrodenschichten angeordnet ist und wobei die Absorberschicht eine Schichtdicke aufweist, welche die Distanz zwischen den Elektroden bildet beziehungsweise definiert.Thus, the problem to be solved is to provide an optoelectronic structure or detector device which makes it possible on the one hand to increase or extend the path length for the absorption and, on the other hand, decouples or independently thereof, the distance between the electrodes or electrode layers as small as possible form, wherein the distance between the electrodes or electrode layers is defined by the fact that at least one optoelectronic absorber layer, which may be at least partially an organic absorber layer, for example, between the electrodes or electrode layers is arranged and wherein the absorber layer has a layer thickness which forms or defines the distance between the electrodes.
Der sich hieraus ergebende Vorteil gegenüber dem Stand der Technik besteht somit darin, dass hierdurch die Ausbeute der detektierbaren Photonen signifikant gesteigert werden kann.The resulting advantage over the prior art is thus that this can significantly increase the yield of detectable photons.
Die Lösung der oben genannten Aufgabe kann und wird mit der erfindungsgemäßen optoelektronischen Struktur gemäß dem ersten Patentanspruch bereitgestellt.The solution to the above object can be and is provided with the optoelectronic structure according to the invention according to the first claim.
Mit anderen Worten, kann mittels der vorliegenden Erfindung die, für die Absorption der einfallenden Photonen, nutzbare Weglänge und die Distanz zwischen den mindestens beiden erforderlichen Elektroden beziehungsweise Elektrodenschichten voneinander entkoppelt werden. Da einerseits die optoelektronische aktive Schicht in einer erfindungsgemäßen Ausführung sehr dünn appliziert werden kann, was wiederum zu sehr kurzen Distanzen der, in der aktiven Schicht photogenerierten Ladungsträger zu den Elektroden, führt, kann andererseits der erfindungsgemäße seitliche Strahlungseinfall, d. h. dass die Strahlung auf mindestens einer Seite des aktiven Schichtsystem auftrifft, beispielsweise von Infarotstrahlung oder Röntgenstrahlung, auf das aktive Schichtsystem, aus welchem die aktive Photodetektorschicht gebildet sein kann, eine wesentlich größerer nutzbare Weglänge zur Absorption innerhalb des aktiven Schichtsystems, d. h. in der einen oder den mehreren absorbierenden Schichten, in denen die einfallenden Photonen, welche in elektrische Impulse gewandelt werden, bereitgestellt werden. Insbesondere kann durch die signifikant längere nutzbare Wegstrecke für die Absorption bei der vorliegenden erfindungsgemäßen optoelektronischen Struktur die Signalausbeute gesteigert werden. Eine dementsprechend angepasste Schaltung, d. h. angepasst an die erfindungsgemäße optoelektronische Struktur, die elektrisch leitfähig an die erfindungsgemäße optoelektronische Struktur gekoppelt ist, kann dann die generierten elektrischen Impulse auswerten und somit die einfallende Strahlungsintensität in ein weiter auswertbares elektronisches beziehungsweise elektrisches Signal wandeln. Der erfindungsgemäße Aufbau der erfindungsgemäßen optoelektronischen Schichtstruktur kann dabei beispielsweise mittels Auffaltens, d. h. zum Beispiel mittels Faltens oder Falzens, des auf dem Substrat aufgebrachten Photodetektorschichtsystems, welches beispielsweise mittels eines Druckverfahrens aufgebracht sein kann, bereitgestellt werden.In other words, by means of the present invention, the path length usable for the absorption of the incident photons, and the distance between the at least two required electrodes or electrode layers can be decoupled from one another. On the one hand, the optoelectronic active layer can be applied very thinly in one embodiment according to the invention, which in turn leads to very short distances of the photogenerated in the active layer charge carriers to the electrodes, on the other hand, the lateral radiation incidence according to the invention, d. H. that the radiation impinges on at least one side of the active layer system, for example of infra-red radiation or X-radiation, on the active layer system, from which the active photodetector layer can be formed, a substantially larger usable path length for absorption within the active layer system, d. H. in the one or more absorbing layers in which the incident photons which are converted into electrical pulses are provided. In particular, the signal yield can be increased by the significantly longer usable distance for the absorption in the present optoelectronic structure according to the invention. A correspondingly adapted circuit, d. H. adapted to the optoelectronic structure according to the invention, which is electrically conductively coupled to the optoelectronic structure according to the invention, can then evaluate the generated electrical impulses and thus convert the incident radiation intensity into a further evaluable electronic or electrical signal. The inventive structure of the optoelectronic layer structure according to the invention can, for example, by Auffaltens, d. H. for example, by means of folding or folding, of the photodetector layer system applied to the substrate, which may be applied, for example, by means of a printing process.
Mittels der erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe können zum Beispiel großflächige, hochsensitive, kostengünstige und mechanisch flexible Sensorarrays beziehungsweise Detektorarrays zur ortsaufgelösten Detektion von Infrarotstrahlung beziehungsweise Röntgenstrahlung bereitgestellt werden. Diese erfindungsgemäße Vorrichtung beziehungsweise Struktur und der Prozess zur Herstellung hiervon erzielen gegenüber dem Stand der Technik, dass hierbei ein großer Maßstab bei der Herstellung eingesetzt werden kann bei gleichzeitig geringem Aufwand, wodurch somit eine Massenfertigung ermöglicht werden kann, beispielsweise mittels Rolle-zu-Rolle-Prozessen. Außerdem können zum Beispiel mittels etablierter Druckprozesse die Produktionskosten gering gehalten werden. Mittels des Faltens oder Falzens der erfindungsgemäßen Strukturen können hohe Aspektverhältnisse und somit hohe Sensorsensitivitäten beziehungsweise Detektorsensitivitäten erreicht werden. Da erfindungsgemäß die Elektroden an den Seiten der Sensorflächen beziehungsweise Detektorflächen angeordnet sind und somit senkrecht zur Einfallsrichtung der elektromagnetischen Strahlung, die detektiert wird, können die elektrischen beziehungsweise elektronischen Eigenschaften unabhängig von den optischen Eigenschaften des Systems angepasst werden.By means of the solution according to the invention, for example, large-area, highly sensitive, cost-effective and mechanically flexible sensor arrays or detector arrays for spatially resolved detection of infrared radiation or X-radiation can be provided. This apparatus or structure according to the invention and the process for the production thereof achieve over the prior art that a large scale can be used in the production at the same time with little effort, thus mass production can be made possible, for example by means of roll-to-roll processes. In addition, for example, the production costs can be kept low by means of established printing processes. By means of the folding or folding of the structures according to the invention, high aspect ratios and thus high sensor sensitivities or detector sensitivities can be achieved. Since according to the invention the electrodes are arranged on the sides of the sensor surfaces or detector surfaces and thus perpendicular to the direction of incidence of the electromagnetic radiation which is detected, the electrical or electronic properties can be adapted independently of the optical properties of the system.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine optoelektronische Struktur, eingerichtet zur Detektion von mindestens einer elektromagnetischen Strahlung, d. h. mindestens einen Bereich aus dem elektromagnetischen Spektrum, aufweisend: mindestens ein, für die jeweilige zu detektierende elektromagnetische Strahlung, transparentes oder transluzentes Substrat mit mindestens einer oberen und einer unteren Oberfläche, wobei die obere Oberfläche der unteren Oberfläche gegenüberliegt; wobei mindestens über einer der Oberflächen des Substrats mindestens ein Schichtenstapel in mindestens einem Bereich des Substrats derart aufgetragen ist, dass mittels zumindest eines ersten Faltens des Substrats entlang mindestens einer Faltlinie auf dem Substrat der Schichtenstapel zumindest teilweise von dem Substrat umschlossen beziehungsweise umgeben ist und eine Struktur bildet, wobei die Faltlinie beispielsweise in einem Bereich gebildet werden kann, der im Wesentlichen außerhalb des Bereichs gebildet werden kann, über dem der Schichtenstapel aufgetragen ist; wobei sich mittels des Faltens entlang der Faltlinie ein gekrümmter Bereich im Substrat bildet; und wobei der Schichtenstapel folgende Schichten aufweist: mindestens eine erste Elektrodenschicht; mindestens eine erste elektrisch aktive Absorberschicht, wobei die Absorberschicht aus mindestens einer Schicht oder mehreren Schichten gebildet ist; und mindestens eine zweite Elektrodenschicht; wobei jeweils, zumindest teilweise, die elektrisch aktive Absorberschicht über der ersten Elektrodenschicht und die zweite Elektrodenschicht über der elektrisch aktiven Absorberschicht angeordnet ist; und wobei die Struktur dadurch gekennzeichnet ist, dass die Detektion der elektromagnetischen Strahlung derart erfolgt, dass die elektromagnetische Strahlung durch die Oberflächen des gekrümmten Bereichs des Substrats hindurch tritt und dann mittels der Absorberschicht detektiert wird.An embodiment of the present invention relates to an optoelectronic structure, configured for detecting at least one electromagnetic radiation, ie at least one region of the electromagnetic spectrum, comprising: at least one, for the respective electromagnetic radiation to be detected, transparent or translucent substrate having at least one upper and lower surfaces, the upper surface facing the lower surface; wherein at least over one of the surfaces of the substrate, at least one layer stack is applied in at least one region of the substrate such that the layer stack is at least partially enclosed or surrounded by the substrate by means of at least one first folding of the substrate along at least one fold line on the substrate and a structure For example, the fold line may be formed in a region that may be formed substantially outside the region over which the layer stack is applied; wherein a curved region forms in the substrate by folding along the fold line; and wherein the layer stack comprises the following layers: at least one first electrode layer; at least one first electrically active absorber layer, wherein the absorber layer is formed from at least one layer or multiple layers; and at least one second electrode layer; wherein each, at least partially, the electrically active absorber layer over the first electrode layer and the second electrode layer is disposed over the electrically active absorber layer; and wherein the structure is characterized in that the detection of the electromagnetic radiation takes place such that the electromagnetic radiation passes through the surfaces of the curved portion of the substrate and is then detected by means of the absorber layer.
Das Substrat kann beispielsweise mittels mindestens eines Materials aus der Gruppe von Substratmaterialien gebildet werden, wobei die Gruppe von Substratmaterialien aufweist: Dünnglas, Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Polycarbonat, Cellophan, Polylactid, Celluloseacetat, Polyimid, Polyamid, Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat, Polymethymetharcrylat, Polyetheretherketon, Keramikfolie.The substrate can be formed, for example, by means of at least one material from the group of substrate materials, the group of substrate materials comprising: thin glass, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, polycarbonate, cellophane, polylactide, cellulose acetate, polyimide, polyamide, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polymethymethacrylate , Polyetheretherketone, ceramic film.
Das Substrat kann derart eingerichtet werden, dass es ermöglicht wird, das Substrat mindestens einmal beziehungsweise mehrfach zu Falten oder Falzen, zum Beispiel alternierend bezüglich der Faltrichtung beziehungsweise Falzrichtung, wobei mittels des Faltens oder Falzens im Wesentlichen das Substrat hierbei frei von Rissen und/oder Brüchen im Substrat bleibt, wobei das Material des Substrats derart eingerichtet ist, dass sich mittels Faltens oder Falzens ein gekrümmter Bereich um die mittels Faltens und/oder Falzens gebildete Faltlinie herum ausbildet. Mit anderen Worten, das Material des Substrats verhält sich gegenüber dem Falten oder Falzens des Substrats mechanisch flexibel, d. h. im Wesentlichen ohne ein Ausbilden von Materialrissen und Materialbrüchen im Substrat aufgrund von Falten oder Falzen.The substrate may be arranged to allow the substrate to be folded or folded at least once or multiple times, for example alternately with respect to the folding direction or folding direction, whereby the substrate substantially free from cracks and / or breaks by folding or folding remains in the substrate, the material of the substrate being arranged such that by means of folding or folding, a curved area is formed around the folding line formed by means of folding and / or folding. In other words, the material of the substrate behaves mechanically flexible with respect to the folding or folding of the substrate, d. H. essentially without forming material cracks and material breaks in the substrate due to wrinkles or folds.
In der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen werden die beiden Begriffe Falten und Falzen synonym verwendet. Die hierin synonym verwendeten Begriffe des Faltens oder Falzens beschreiben dabei das zumindest teilweise übereinander Bringen beziehungsweise Legen von mindestens zwei Bereichen des verwendeten mindestens einen Substrats und Schichtenstapel derart, dass anschließend an das Falten oder Falzen mindestens ein Bereich der beiden übereinander gebrachten oder gelegten Bereiche über dem jeweils anderen Bereich angeordnet ist und dem Bilden mindestens einer Faltlinie. Dabei definiert jeweils die Faltlinie jenen Bereich, der sich beim übereinander Bringen oder Legen der beiden anschließend übereinander angeordneten Bereiche, ausbildet und dabei einen gekrümmten Bereich um die Faltlinie im Substrat herum ausbildet. Beschrieben wird hierin mittels der beiden synonym verwendeten Begriffe Falten und Falzen, das Herstellen mindestens einer Faltlinie im Substrat, wobei die Faltlinie ohne ein Werkzeug gebildet werden kann oder mittels eines Werkzeugs gebildet werden kann, wie zum Beispiel mittels einer Messerfaltmaschine, Rotationsfaltmaschine und/oder Zahnradfaltmaschine.In the present description and claims, the two terms folding and folding are used interchangeably. The terms of folding or folding used here synonymously describe the at least partially superposing or laying of at least two regions of the at least one substrate and layer stack used in such a way that at least one region of the two superimposed or laid regions above the folding or folding occurs each other area is arranged and forming at least one fold line. In each case, the fold line defines that region which forms when the two subsequently superimposed regions are brought into or laid on one another, thereby forming a curved region around the fold line in the substrate. It is described here by means of the two synonymously used terms folding and folding, producing at least one fold line in the substrate, wherein the fold line can be formed without a tool or can be formed by means of a tool, for example by means of a knife folding machine, rotary folding machine and / or gear folding machine ,
Die Faltlinie kann demgemäß vor dem Falten oder Falzen lediglich eine gedachte, d. h. zum Beispiel eine virtuelle Faltlinie, sein oder mittels eines zuvor gebildeten beziehungsweise vorprozessierten Bereichs auf dem Substrat. Die Faltlinie kann vor dem Falten oder Falzen beispielsweise mittels einem Dünnungsverfahren, in welchem der Bereich der Faltlinie gegenüber den nicht prozessierten Bereichen eine geringere Substratdicke aufweist, gebildet werden, beispielsweise mittels Pressen, Prägen und/oder Ätzen, und/oder einem Perforierungsverfahrens, beispielsweise einem Präge- und/oder Stanzverfahren, in dem eine Perforierung in das Substrat eingestanzt beziehungsweise eingeprägt wird. Beispielsweise mittels einem Prägewerkzeug, bei dem eine bleibende Verformung beispielsweise mit Hitze, beispielsweise mit einer Strahlungsquelle wie beispielsweise einem Laser und/oder einer fokussierten Lampe und/oder mit einem heißen Gas, wie beispielsweise Luft, Stickstoff und/oder Argon, und/oder mechanischem Druck mit beispielsweise einem Stempel, wie beispielsweise einem Messer, in das Substrat eingeprägt wird.Accordingly, the fold line may only be an imaginary one before folding or folding. H. for example, a virtual fold line, or by means of a previously formed or pre-processed area on the substrate. The fold line can be formed prior to folding or folding, for example by means of a thinning process in which the region of the fold line has a lower substrate thickness compared to the non-processed regions, for example by means of pressing, embossing and / or etching, and / or a perforation process, for example one Embossing and / or stamping method in which a perforation is punched or embossed into the substrate. For example, by means of an embossing tool, in which a permanent deformation, for example with heat, for example with a radiation source such as a laser and / or a focused lamp and / or with a hot gas, such as air, nitrogen and / or argon, and / or mechanical Printing with, for example, a stamp, such as a knife, is embossed into the substrate.
In einer Ausführungsform kann die Faltlinie zumindest teilweise benachbart zu einem Bereich auf dem Substrat angeordnet werden, der im Wesentlichen an den Bereich auf dem Substrat angrenzt, über dem der Schichtenstapel aufgebracht ist.In one embodiment, the fold line may be disposed at least partially adjacent a region on the substrate that is substantially adjacent to the region on the substrate over which the layer stack is applied.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Faltlinie zumindest teilweise in einem Bereich auf dem Substrat angeordnet werden, der räumlich getrennt von dem Bereich auf dem Substrat ist, über dem der Schichtenstapel aufgebracht ist.In another embodiment, the fold line may be at least partially disposed in a region on the substrate that is spatially separate from the region on the substrate over which the layer stack is applied.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Faltlinie derart entlang des Bereiches auf dem Substrat angeordnet werden, über dem der Schichtenstapel aufgebracht ist, dass der Bereich, den die Faltlinie bildet, zumindest teilweise an den Bereich angrenzt, über dem der Schichtenstapel aufgebracht ist.In a further embodiment, the fold line can be arranged along the region on the substrate over which the layer stack is applied such that the region which forms the fold line at least partially adjoins the region over which the layer stack is applied.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Faltlinie derart entlang des Bereiches angeordnet werden, über dem der Schichtenstapel aufgebracht ist, dass der Bereich, den die Faltlinie bildet, von dem Bereich räumlich beabstandet ist, über dem der Schichtenstapel aufgebracht ist.In a further embodiment, the fold line may be arranged along the area over which the layer stack is applied such that the area which the fold line forms is spatially spaced from the area over which the layer stack is applied.
Der Schichtenstapel kann beispielsweise mittels mindestens einem Auftrageverfahrens aus der Gruppe von Auftrageverfahren über dem Substrat aufgebracht werden, wobei die Gruppe von Auftrageverfahren aufweist: ein Druckverfahren, wie zum Beispiel ein Siebdruckverfahren, ein Tiefdruckverfahren, ein Flexodruckverfahren, ein Offsetdruckverfahren, ein Inkjetdruckverfahren oder Aerosoljetdruckverfahren, ein Dünnschichtverfahren, wie zum Beispiel ein Siebdruckverfahren, ein Schlitzgießverfahren, ein Vorhangbeschichtungsverfahren, ein Rakelverfahren, ein Sprühverfahren, ein Bedampfungsverfahren, ein Sputterverfahren, ein Gasphasenabscheidungsverfahren, ein Tauchbeschichtungsverfahren, ein Walzenbeschichtungsverfahren, ein Galvanisierungsverfahren, ein Pulverbeschichtungsverfahren.The layer stack can be applied over the substrate, for example, by means of at least one application method from the group of application methods, the group of application methods comprising a printing method, such as a screen printing method, a gravure printing method, a flexographic printing method, an offset printing method, an inkjet printing method or an aerosoljet printing method Thin film method such as a screen printing method, a slot casting method, a curtain coating method, a doctor blade method, a spraying method A vapor deposition method, a sputtering method, a vapor deposition method, a dip coating method, a roll coating method, a plating method, a powder coating method.
Der Schichtenstapel kann ferner beispielsweise mittels einer der zuvor genannten Auftrageverfahren auf das Substrat schichtweise und/oder als ein Schichtverbund und/oder als Schichtenstapel, aufweisend mehrere Schichten, die wiederum zumindest teilweise jeweils ein Schichtverbund sein können, aufgetragen werden, wobei ein Schichtverbund mittels einer Vielzahl von jeweils einzelnen Schichten gebildet sein können.The layer stack can also be applied, for example, by means of one of the abovementioned application methods to the substrate in layers and / or as a layer composite and / or as a layer stack comprising a plurality of layers, which in turn may each be at least partially a composite layer, wherein a layer composite by means of a plurality each of individual layers can be formed.
Die Elektrodenschichten können mindestens ein Material aus der Gruppe von elektrisch leitfähigen Materialien aufweisen, wobei die Gruppe von elektrisch leitfähigen Materialien zum Beispiel aufweist: Kupfer, Silber, Gold, Aluminium, Poly-3,4-ethylendioxythiophen-Polystyrolsulfonat (PEDOT:PSS), Indium dotiertes Zinnoxid (ITO), Aluminiumdotiertes Zinkoxid (AZO), Indium dotiertes Zinkoxid (IZO), Wolframoxid (WO3). Darüber hinaus kann auch jede Legierung der oben genannten elektrisch leitfähigen Materialien und/oder Verbundwerkstoffe davon beziehungsweise auch weitere Werkstoffkombinationen die elektrisch leitfähig sind, hierfür eingesetzt werden.The electrode layers may comprise at least one material from the group of electrically conductive materials, the group of electrically conductive materials comprising, for example: copper, silver, gold, aluminum, poly-3,4-ethylenedioxythiophene-polystyrenesulfonate (PEDOT: PSS), indium doped tin oxide (ITO), aluminum-doped zinc oxide (AZO), indium-doped zinc oxide (IZO), tungsten oxide (WO 3 ). In addition, any alloy of the above-mentioned electrically conductive materials and / or composites thereof or other combinations of materials that are electrically conductive, are used for this purpose.
Die Absorberschicht kann mindestens ein Material aus der Gruppe von Materialien, die eine Strahlung einer elektromagnetischen Wellenlänge absorbieren und Strahlung einer anderen elektromagnetischen Wellenlänge emittieren, aufweisen, wobei die Gruppe von Materialien, die eine Strahlung einer elektromagnetischen Wellenlänge absorbieren und Strahlung einer anderen elektromagnetischen Wellenlänge emittieren, zum Beispiel aufweist: Bariumiodid (BaI2), Bariumiodid mit Cer dotiert (BaI2:Ce), Bariumfluorid (BaF2), Bismuthgermanat (Bi4Ge3O12), Cäsiumfuorid (CsF), Cäsiumiodid (CsI), Cäsiumiodid mit Thallium dotiert (CsI:Tl), Cäsiumiodid mit Natrium dotiert (CsI:Na), Cäsiumiodid mit Indium dotiert (CsI:In), Gandolinium-Oxyorthosilikat (Gd2SiO5), Gadolinium-Oxysulfid mit Terbium dotiert (Gd2O2S:Tb), Kadmium-Wolframat (CdWO4), Kadmiumsulfid mit Indium dotiert (CdS:In), Kadmiumfluorid (CdF), Kaliumiodid mit Thallium dotiert (KI:T1), Kalziumfluorid mit Europium dotiert (CaF2:Eu), Kalzium-Wolframat (CaWO4), Lanthanchlorid mit Cer dotiert (LaCl3:Ce), Lanthanbromid mit Cer dotiert (LaBr3:Ce), Lithiumiodid mit Europium dotiert (LiI:Eu), Lutetium-Oxyorthosilikat (LSO), Lutetiumiodid mit Cer dotiert (LuI3:Ce), Natriumiodid mit Thallium dotiert (NaI:Tl), Strontiumiodid (SrI), Zinkselenid mit Sauerstoff dotiert (ZnSe:O), Zinkselenid mit Tellur dotiert (ZnSe:Te), Zinksulfid mit Silber dotiert (ZnS:Ag), Yttrium-Aluminium-Granat mit Cer dotiert (Y3Al5O12:Ce), Anthracen (C14H10), Naphtalen (C10H8) und/oder Stilben (C14H12).The absorber layer may comprise at least one of a group of materials that absorb radiation of one electromagnetic wavelength and emit radiation of another electromagnetic wavelength, the group of materials that absorb radiation of one electromagnetic wavelength and emit radiation of another electromagnetic wavelength, for example: barium iodide (BaI 2 ), barium iodide doped with cerium (BaI 2 : Ce), barium fluoride (BaF 2 ), bismuth germanate (Bi 4 Ge 3 O 12 ), cesium fluoride (CsF), cesium iodide (CsI), cesium iodide with thallium doped (CsI: Tl), cesium iodide doped with sodium (CsI: Na), cesium iodide doped with indium (CsI: In), gandolinium oxyorthosilicate (Gd 2 SiO 5 ), gadolinium oxysulfide doped with terbium (Gd 2 O 2 S: Tb), cadmium tungstate (CdWO 4 ), cadmium sulfide doped with indium (CdS: In), cadmium fluoride (CdF), potassium iodide doped with thallium (KI: T1), calcium fluoride doped with europium (CaF 2 : Eu), calcium tungstate (CaWO 4 ), lanthanum chloride doped with cerium (LaCl 3 : Ce), lanthanum bromide doped with cerium (LaBr 3 : Ce), lithium iodide doped with europium (LiI: Eu), lutetium oxyorthosilicate (LSO), lutetium iodide doped with cerium (LuI 3 : Ce), sodium iodide doped with thallium (NaI: Tl), strontium iodide (SrI), zinc selenide doped with oxygen (ZnSe: O), zinc selenide doped with tellurium (ZnSe: Te), Zinc sulfide doped with silver (ZnS: Ag), yttrium aluminum garnet doped with cerium (Y 3 Al 5 O 12 : Ce), anthracene (C 14 H 10 ), naphthalene (C 10 H 8 ) and / or stilbene (C 14 H 12 ).
In einer weiteren Ausführungsform kann die Absorberschicht mindestens ein Material aus der Gruppe von Materialien, die elektromagnetische Strahlung absorbieren können und dabei einen elektrischen Stromfluss erzeugen können, aufweisen, wobei die Gruppe von Materialien, die elektromagnetische Strahlung absorbieren können und dabei einen elektrischen Stromfluss erzeugen können, zum Beispiel aufweist: Fullerene: C60, C70, ([6,6]-Phenyl-C61Buttersäuremethylester) (Abkürzung PCBM; PC61BM), ([6,6]-Phenyl-C71Buttersäuremethylester) (Abkürzung PCBM; PC71BM) und/oder Indene-C60 Bisadduct (ICBA); Polymere: Poly(3-hexylthiophen-2,5-diyl) (Abkürzung P3HT), Poly[4,8-bis(5-(2-ethylhexyl)thiophen-2-yl)benzo[1,2-b;4,5-b']dithiophene-2,6-diyl-alt-(4-(2-ethylhexyl)-3-fluorothieno[3,4-b]thiophene-)-2-carboxylate-2-6-diyl)] (Abkürzungen PTB7-Th, PBDTTT-EFT), Poly({4,8-bis[(2-ethylhexyl)oxy]benzo[1,2-b:4,5-b']dithiophene-2,6-diyl}{3-fluoro-2-[(2-ethylhexyl)carbonyl]thieno[3,4-b]thiophenediyl}) (Abkürzung: PTB7), Poly[N-9'-heptadecanyl-2,7-carbazole-alt-5,5-(4',7'-di-2-thienyl-2',1',3'-benzothiadiazole)] (Abkürzung: PCDTBT), Poly[9,9-didecanefluorene-alt-(bis-thienylene)benzothiadiazole] (Abkürzung: PF10TBT), Poly[2,7-(5,5-bis-(3,7-dimethyloctyl)-5H-dithieno[3,2-b:2',3'-d]pyran)-alt-4,7-(5,6-difluoro-2,1,3-benzothia diazole)] (Abkürzung: PDTP-DFBT) und/oder Poly[(5,6-difluoro-2,1,3-benzothiadiazol-4,7-diyl)-alt-(3,3'''-di(2-octyldodecyl)-2,2'; 5',2''; 5'',2'''-quaterthiophen-5,5'''-diyl)] (Abkürzung: PFFBT7T-2OD); Quantenpartikel: Bleisulfid (PbS), Cadmiumsulfid (CdS) und/oder Silizium (Si); Kombinationen: Gemische aus Fullerenen und Polymeren; Gemische aus Fullerenen, Polymeren und den Szintillatormaterialien und/oder Gemische aus Fullerenen, Polymeren und PbS-Nanopartikeln.In a further embodiment, the absorber layer may comprise at least one of the group of materials that can absorb electromagnetic radiation and thereby generate an electrical current flow, wherein the group of materials that can absorb electromagnetic radiation and thereby generate an electrical current flow, For example: fullerenes: C60, C70, ([6,6] -phenyl C61Buttersäuremethylester) (abbreviation PCBM; PC61BM), ([6,6] -phenyl-C71Buttersäuremethylester) (abbreviation PCBM; PC71BM) and / or indene- C60 bisadduct (ICBA); Polymers: poly (3-hexylthiophene-2,5-diyl) (abbreviation P3HT), poly [4,8-bis (5- (2-ethylhexyl) thiophen-2-yl) benzo [1,2-b; 4, 5-b '] dithiophene-2,6-diyl-alt- (4- (2-ethylhexyl) -3-fluorothieno [3,4-b] thiophene -) - 2-carboxylate-2-6-diyl)] ( Abbreviations PTB7-Th, PBDTTT-EFT), poly ({4,8-bis [(2-ethylhexyl) oxy] benzo [1,2-b: 4,5-b '] dithiophene-2,6-diyl} { 3-fluoro-2 - [(2-ethylhexyl) carbonyl] thieno [3,4-b] thiophenediyl}) (abbreviation: PTB7), poly [N-9'-heptadecanyl-2,7-carbazole-alt-5, 5- (4 ', 7'-di-2-thienyl-2', 1 ', 3'-benzothiadiazole)] (abbreviation: PCDTBT), poly [9,9-didecanofluoreno-alt- (bis-thienylene) benzothiadiazole] (Abbreviation: PF10TBT), poly [2,7- (5,5-bis- (3,7-dimethyloctyl) -5H-dithieno [3,2-b: 2 ', 3'-d] pyran) -alkanol 4,7- (5,6-difluoro-2,1,3-benzothia-diazole)] (abbreviation: PDTP-DFBT) and / or poly [(5,6-difluoro-2,1,3-benzothiadiazole-4, 7-diyl) -alt- (3,3 '' '- di (2-octyldodecyl) -2,2', 5 ', 2' ', 5' ', 2' '' - quaterthiophene-5,5 '' '-diyl)] (abbreviation: PFFBT7T-2OD); Quantum particles: lead sulfide (PbS), cadmium sulfide (CdS) and / or silicon (Si); Combinations: mixtures of fullerenes and polymers; Mixtures of fullerenes, polymers and the scintillator materials and / or mixtures of fullerenes, polymers and PbS nanoparticles.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen und/oder Weiterbildungen der optoelektronischen Struktur werden beispielweise in den Nebenansprüchen ausgeführt.Further preferred embodiments and / or further developments of the optoelectronic structure are carried out, for example, in the dependent claims.
In einer zusätzlichen Ausführungsform kann mindesten eine der Elektrodenschichten in dem Schichtenstapel derart gebildet werden, dass die Elektrodenschicht zumindest teilweise seitlich über alle anderen Schichten des Schichtenstapels herausragen kann.In an additional embodiment, at least one of the electrode layers in the layer stack can be formed in such a way that the electrode layer can project at least partially laterally beyond all other layers of the layer stack.
Der sich daraus ergebende Vorteil besteht darin, dass es eine solche Ausführungsform ermöglicht, die Elektrodenschichten derart aus der Struktur herausragen zu lassen, dass damit sich eine einfache und schnelle elektrisch leitfähige Kopplung zu den Elektrodenschichten herstellen lässt, beispielsweise zu weiteren elektronischen Schaltungen.The resulting advantage is that such an embodiment makes it possible to project the electrode layers out of the structure in such a way that a simple and rapid electrically conductive coupling to them is achieved Can produce electrode layers, for example, to other electronic circuits.
In einer zusätzlichen Ausführungsform kann die elektrisch aktive Absorberschicht derart über der Elektrodenschicht, die über dem Substrat angeordnet ist, aufgetragen werden, dass die elektrisch aktive Absorberschicht zumindest teilweise einen Bereich über der Elektrodenschicht und zumindest teilweise einen Bereich einer zusätzlichen Fläche der Elektrodenschicht umschließen kann.In an additional embodiment, the electrically active absorber layer may be applied over the electrode layer which is arranged above the substrate in such a way that the electrically active absorber layer can at least partially enclose a region above the electrode layer and at least partially a region of an additional surface of the electrode layer.
Der sich daraus ergebende Vorteil besteht darin, dass eine solche Ausführungsform es ermöglicht, dass die Absorberschicht zusätzlich die Aufgabe einer elektrisch isolierenden Schicht übernehmen kann.The resulting advantage is that such an embodiment makes it possible that the absorber layer can additionally take over the task of an electrically insulating layer.
In einer weiteren Ausführungsform kann über mindestens einer der Oberflächen des Substrats mindestens eine erste Schicht, beispielsweise eine Filterschicht, aufgetragen werden, die der Oberfläche gegenüberliegt auf der die Schichtenstapel angeordnet sind und wobei die Schicht derart eingerichtet werden kann, dass die Schicht zumindest teilweise nur für eine zuvor bestimmte elektromagnetische Strahlung beziehungsweise für ein zuvor bestimmten elektromagnetischen Spektralbereich durchlässig, d. h. diesbezüglich transparent oder transluzent, sein kann.In a further embodiment, over at least one of the surfaces of the substrate at least a first layer, for example a filter layer, can be applied, which is opposite to the surface on which the layer stacks are arranged and wherein the layer can be arranged such that the layer at least partially only for a previously determined electromagnetic radiation or permeable to a previously determined electromagnetic spectral range, d. H. can be transparent or translucent in this regard.
Der sich daraus ergebende Vorteil einer solchen Schicht besteht darin, dass eine solche Ausführungsform es ermöglicht, dass ein einfach herzustellender und kostengünstiger Photodetektor bereitgestellt werden kann, der eine zusätzliche Filterfunktionalität gegenüber zumindest einem zuvor bestimmten Spektralbereich aus dem elektromagnetischen Spektrum bereitstellt.The consequent advantage of such a layer is that such an embodiment makes it possible to provide an easily manufactured and inexpensive photodetector which provides additional filtering functionality to at least one predetermined spectral range from the electromagnetic spectrum.
In einer weiteren Ausführungsform kann. die Schicht mindestens ein Material aus der Gruppe von Materialien aufweisen, die derart eingerichtet werden können, dass die Materialien zumindest teilweise nur für eine zuvor bestimmte elektromagnetische Strahlung durchlässig, d. h. diesbezüglich transparent oder transluzent, sind, wobei die Gruppe von Materialien, die derart eingerichtet werden können, dass die Materialien zumindest teilweise für eine zuvor bestimmte elektromagnetische Strahlung durchlässig beziehungsweise für ein zuvor bestimmten elektromagnetischen Spektralbereich, d. h. diesbezüglich transparent oder transluzent, sind, zum Beispiel aufweist: Lithiumfluorid (LiF), Magnesiumfluorid (MgF), Molybdänoxid (MoO3), Nioboxid (Nb2O5), Siliziumdioxid (SiO2), Tantaloxid (Ta2O5), Titandioxid (TiO2), Wolframoxid (WoO3) und/oder Zinkoxid (ZnO).In a further embodiment can. the layer comprises at least one material from the group of materials that can be arranged such that the materials are at least partially transmissive only to a predetermined electromagnetic radiation, ie, transparent or translucent, the set of materials being so configured can that the materials are at least partially permeable to a previously determined electromagnetic radiation or for a previously determined electromagnetic spectral range, ie in this respect transparent or translucent, for example comprising: lithium fluoride (LiF), magnesium fluoride (MgF), molybdenum oxide (MoO 3 ), Niobium oxide (Nb 2 O 5 ), silicon dioxide (SiO 2 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), titanium dioxide (TiO 2 ), tungsten oxide (WoO 3 ) and / or zinc oxide (ZnO).
In einer zusätzlichen Ausführungsform kann die elektrisch aktive Absorberschicht und/oder das Substrat und/oder mindestens eine oder mehrere zusätzlich aufgebrachte Schichten mindestens teilweise zumindest eines der Materialien aus der Gruppe von Materialien, die eine Strahlung einer elektromagnetischen Wellenlänge absorbieren und Strahlung einer anderen elektromagnetischen Wellenlänge emittieren, aufweisen, wobei die Gruppe von Materialien aufweist: BaI2, BaI2:Ce, BaF2, Bi4Ge3O12, CsF, CsI, CsI:Tl, CsI:Na, CsI:In, Gd2SiO5, Gd2O2S:Tb, CdWO4, CdS:In, CdF, KI:Tl, CaF2:Eu, CaWO4, LaCl3:Ce, LaBr3:Ce, LiI:Eu, LSO, LuI3:Ce, NaI:Tl, SrI, ZnSe:O, ZnSe:Te, ZnS:Ag, Y3Al5O12:Ce, C14H10, C10H8 und/oder C14H12 In an additional embodiment, the electrically active absorber layer and / or the substrate and / or at least one or more additionally applied layers may at least partially emit at least one of the group of materials that absorb radiation of one electromagnetic wavelength and emit radiation of another electromagnetic wavelength , wherein the group of materials comprises BaI 2 , BaI 2 : Ce, BaF 2 , Bi 4 Ge 3 O 12 , CsF, CsI, CsI: Tl, CsI: Na, CsI: In, Gd 2 SiO 5 , Gd 2 O 2 S: Tb, CdWO 4 , CdS: In, CdF, KI: Tl, CaF 2 : Eu, CaWO 4 , LaCl 3 : Ce, LaBr 3 : Ce, LiI: Eu, LSO, LuI 3 : Ce, NaI : Tl, SrI, ZnSe: O, ZnSe: Te, ZnS: Ag, Y 3 Al 5 O 12 : Ce, C 14 H 10 , C 10 H 8 and / or C 14 H 12
In einer zusätzlichen Ausführungsform kann die elektrisch aktive Absorberschicht zumindest teilweise mindestens eines der Materialien aus der Gruppe von Absorbermaterialien aufweisen, wobei die Gruppe von Absorbermaterialien aufweist: C60, C70, PCBM, PC61BM, PCBM, PC71BM und/oder ICBA, P3HT, PTB7-Th, PBDTTT-EFT, PTB7, PCDTBT, PF10TBT, PDTP-DFBT, PFFBT7T-2OD, PbS, CdS, Si, Gemische aus Fullerenen und Polymeren, Gemische aus Fullerenen, Polymeren und Szintillatormaterialien und/oder Gemische aus Fullerenen, Polymeren und PbS-Nanopartikeln, ein Gemisch aus P3HT und PCBM und/oder organische Materialien, die elektromagnetische Strahlung absorbieren können und dabei einen elektrischen Stromfluss erzeugen können.In an additional embodiment, the electrically active absorber layer may at least partially comprise at least one of the group of absorber materials, the group of absorber materials comprising: C60, C70, PCBM, PC61BM, PCBM, PC71BM and / or ICBA, P3HT, PTB7-Th , PBDTTT-EFT, PTB7, PCDTBT, PF10TBT, PDTP-DFBT, PFFBT7T-2OD, PbS, CdS, Si, mixtures of fullerenes and polymers, mixtures of fullerenes, polymers and scintillator materials and / or mixtures of fullerenes, polymers and PbS nanoparticles , a mixture of P3HT and PCBM and / or organic materials that can absorb electromagnetic radiation and thereby generate an electrical current flow.
Der sich aus den beiden zuvor genannten Ausführungsformen ergebende Vorteil besteht darin, dass sich einerseits ein mittels der beanspruchten optoelektronischen Struktur Photodetektor und andererseits ein Photovoltaikelement einfach und kostengünstig herstellen lässt.The advantage resulting from the two embodiments mentioned above is that, on the one hand, a photodetector which is claimed by means of the claimed optoelectronic structure and, on the other hand, a photovoltaic element can be produced simply and inexpensively.
In einer zusätzlichen Ausführungsform kann das Substrat eine Dicke, gebildet zwischen der unteren und der oberen Oberfläche, aufweisen, die in einem Bereich von 0,5 μm bis zu 100 μm liegt.In an additional embodiment, the substrate may have a thickness formed between the bottom and top surfaces ranging from 0.5 μm to 100 μm.
Der Vorteil einer solchen Ausführungsform besteht in einer anpassbaren Dimensionierung der damit hergestellten Struktur, wobei diese derart bereitgestellten Strukturen sowohl eine sehr kleine Dimensionierung aufweisen können, als auch demgemäß eine gesteigerte Ortsauflösung bei Detektoren bereitstellen können.The advantage of such an embodiment is an adaptable dimensioning of the structure made therewith, which structures provided in this way can both have a very small dimensioning and, accordingly, can provide increased spatial resolution in detectors.
In einer zusätzlichen Ausführungsform kann das gefaltete Substrat Falten bilden und wobei eine gebildete Falte eine Faltenhöhe zwischen zwei aufeinanderfolgende Faltlinie aufweisen kann, die in einem Bereich von 0.1 mm bis zu 2 cm liegt.In an additional embodiment, the folded substrate may form wrinkles and wherein a formed pleat may have a pleat height between two consecutive fold lines ranging from 0.1 mm to 2 cm.
Der Vorteil einer solchen Ausführungsform besteht in einer vergrößerten oder verlängerten nutzbaren Weglänge, die zur Detektion in der Absorberschicht bereitgestellt werden kann.The advantage of such an embodiment is an enlarged or extended usable path length that can be provided for detection in the absorber layer.
In einer zusätzlichen Ausführungsform kann das gefaltete Substrat mindestens zwei Pixel, gebildet mittels mindestens zweier Falten, bilden und wobei der gebildete Pixelabstand, gebildet senkrecht zur Faltrichtung und zwischen zwei Pixeln, aufweisen kann, der in einem Bereich von 1 μm bis zu 1 mm liegt.In an additional embodiment, the folded substrate may form at least two pixels formed by at least two folds, and wherein the formed pixel pitch formed perpendicular to the folding direction and between two pixels may be in a range of 1 μm to 1 mm.
Der Vorteil einer solchen Ausführungsform besteht in einer anpassbaren Dimensionierung der damit hergestellten Struktur, wobei diese derart bereitgestellten Strukturen sowohl eine sehr kleine Dimensionierung aufweisen können, als auch demgemäß eine gesteigerte Ortsauflösung bei Detektoren bereitstellen können.The advantage of such an embodiment is an adaptable dimensioning of the structure made therewith, which structures provided in this way can both have a very small dimensioning and, accordingly, can provide increased spatial resolution in detectors.
In einer zusätzlichen Ausführungsform kann die elektrisch aktive Absorberschicht eine Dicke aufweisen, die in einem Bereich von 30 nm bis zu 10 μm liegt.In an additional embodiment, the electrically active absorber layer may have a thickness ranging from 30 nm to 10 μm.
Der Vorteil einer solchen Ausführungsform besteht in einer anpassbaren Dimensionierung der damit hergestellten Struktur, wobei in den derart bereitgestellten Strukturen sowohl eine die Distanz zwischen den Elektroden verringert wird, was demgemäß wiederum eine gesteigerte Ortsauflösung bei Detektoren bereitstellt.The advantage of such an embodiment consists in an adaptable dimensioning of the structure produced therewith, wherein in the structures provided in this way both the distance between the electrodes is reduced, which in turn provides an increased spatial resolution in detectors.
In einer zusätzlichen Ausführungsform können senkrecht zu den, mittels des Faltens gebildeten Pixeln in dem Schichtenstapel mittels Strukturierens zusätzliche Pixel gebildet werden, wobei die zusätzlichen Pixel einen räumlichen Abstand zueinander aufweisen können, der in einem Bereich von 20 μm bis zu 1 cm liegt.In an additional embodiment, additional pixels can be formed perpendicular to the pixels formed by folding in the layer stack by structuring, wherein the additional pixels can have a spatial distance which lies in a range from 20 μm to 1 cm.
Der Vorteil einer solchen Ausführungsform besteht in einer gegenüber unstrukturierten optoelektronischen Strukturen gesteigerten Ortsauflösung bei solchen Detektoren.The advantage of such an embodiment is a higher resolution compared to unstructured optoelectronic structures in such detectors.
In weiteren Ausführungsformen können die Pixel beispielsweise mittels eines Dünnschichtauftragungsverfahrens vorstrukturiert werden, zum Beispiel mittels eines lithografischen Prozessierens der Schichtenstapel, wie beispielsweise mittels eines Lift-Off-Prozesses.In further embodiments, the pixels may be pre-patterned by, for example, a thin-film deposition process, for example, by lithographic processing of the layer stacks, such as by a lift-off process.
Vorteilhaft können alle Ausführungsformen der erfindungsgemäßen optoelektronischen Struktur in Kombination mit einer oder mehreren der hierin genannten und beschriebenen Ausführungsformen realisiert werden.Advantageously, all embodiments of the optoelectronic structure according to the invention can be realized in combination with one or more of the embodiments mentioned and described herein.
Weitere Ausführungsformen, sowie einige der Vorteile, die mit diesen und weiteren Ausführungsformen verbunden sind, werden durch die nachfolgende ausführliche Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren detaillierter und besser verständlich. Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen einer Ausführungsform der Erfindung.Further embodiments, as well as some of the advantages associated with these and other embodiments, will become more fully and better understood from the following detailed description with reference to the accompanying drawings. The figures are merely schematic representations of an embodiment of the invention.
Figurenbeschreibungfigure description
Dabei zeigenShow
Detaillierte BeschreibungDetailed description
In
In
Die erfindungsgemäße optoelektronische Struktur zur Detektion von mindestens einer elektromagnetischen Strahlung
Der mindestens eine Schichtenstapel,
Der mindestens eine Schichtenstapel,
Die beiden Elektrodenschichten,
Die Schichten,
Die Schichten,
Die Schichten,
Nach dem Auftragen des Schichtenstapels,
Wie in
In
Die in
Die Schichtenstapel,
Jede der zuvor genannten Schichten kann jeweils mittels gleicher beziehungsweise ähnlicher Materialien gebildet werden beziehungsweise aufweisen, wie bereits zuvor beschrieben.Each of the aforementioned layers can each be formed by means of identical or similar materials or have, as already described above.
Jede der zuvor genannten Schichten kann jeweils gleich beziehungsweise ähnlich gegenüber den anderen Schichten angeordnet sein, wie bereits zuvor beschrieben.Each of the aforementioned layers may each be the same or similar to the other layers, as already described above.
Jede der zuvor genannten Schichten kann jeweils den gleichen beziehungsweise einen ähnlichen Aufbau beziehungsweise Zusammensetzung aufweisen, wie bereits zuvor beschrieben.Each of the aforementioned layers can each have the same or a similar structure or composition, as already described above.
Jede Faltlinie, kann jeweils gemäß der, zuvor beschriebenen, Faltlinien gebildet sein.Each fold line can be formed according to the fold lines described above.
Die in
Wie in
Dadurch kann zum Beispiel eine solche optoelektronische Struktur
Der überstehende oder darüber hinausragende Teil der Elektrodenschichten,
Dadurch kann mittels der Absorberschichten,
In
Die Schichtenstapel
Das Substrat
Die Faltlinien,
In der Ausführungsform der erfindungsgemäßen optoelektronischen Struktur
Die einzelnen Pixel im Array werden mittels der Schichtenstapel
Die Pixel in dem Array können derart über dem Substrat
Die im Wesentlichen freigelegten Bereichen
Der Vorteil der zuvor genannten Ausführungsform besteht, darin, dass sich damit großflächige erfindungsgemäße optoelektronische Strukturen verwirklichen lassen, die für eine Massenproduktion geeignet sind und somit auch kostengünstig hergestellt werden können, zum Beispiel in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren, wobei die einzelnen Strukturen mittels bereits genannte Strukturierungsverfahren oder beispielsweise nach einem Vereinzeln wiederum sehr kleine Dimensionen aufweisen können, was wiederum für eine hohe Ortsauflösung der Detektoren vorteilhaft ist.The advantage of the aforementioned embodiment is that large-area optoelectronic structures according to the invention can thereby be realized, which are suitable for mass production and thus can also be produced inexpensively, for example in a roll-to-roll process, wherein the individual structures can in turn have very small dimensions by means of already mentioned structuring methods or, for example, after a separation, which in turn is advantageous for a high spatial resolution of the detectors.
In
Alle Elemente außer die zusätzliche Schicht
Die zusätzliche Schicht
Die zusätzliche Schicht
Die zusätzliche Schicht
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 105, 107, 201, 203, 302, 304, 305, 307, 406105, 107, 201, 203, 302, 304, 305, 307, 406
- Elektrodenschichtelectrode layer
- 106, 202, 303, 306, 406106, 202, 303, 306, 406
- Absorberschichtabsorber layer
- 104104
- Optische WeglängeOptical path length
- 102102
- Distanz zwischen den ElektrodenDistance between the electrodes
- 101101
- Messschaltungmeasuring circuit
- 106, 205106, 205
- Elektromagnetische StrahlungElectromagnetic radiation
- 204, 301, 403204, 301, 403
- Substratsubstratum
- 308, 405308, 405
- Elektrodenkontaktelectrode contact
- 401, 402401, 402
- Faltlinienfold lines
- 404404
- Elektrisch leitfähige VerbindungElectrically conductive connection
- 407407
- Freigelegte BereicheUncovered areas
- 501501
- Szintillatorschichtscintillator
Claims (11)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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